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文档简介

1、纸盒印后加工工艺技术面面观 纸盒印后加工工艺技术面面观 一、纸盒包装的应用和要求随着人们环保意识的增强,全球纸盒/ 纸箱包装工业发展迅速,生产能力大幅度增加。 由于折叠纸盒具有加工成本低、储运方便、适用 于各种印刷方法(平印/胶印、凹印、凸印/柔 印、丝网印刷)、易于成型加工(模切压痕、折叠 粘合)、适合于自动包装(自动完成打开一成形一 装封口等工序)、便于销售、陈列和回收,有利 于环境保护等特点,特别是通过表面整饰(上光、 覆膜、烫印、压凹凸)后,有利于商品的宣传和 推销、提高产品的附加值,被广泛地应用于烟酒、 药品、食品、饮料、日用百货、工艺品的包装。 在欧洲,用于各种果汁、牛奶、熟食、快

2、餐、点 心等饮料和食品的纸盒包装到处可见。近年来,随着软件业和音乐制品行业对 CD VCD DV产品包装需求量的增加,瑞士 PAWI 包装公司推出了 DataPac新型纸盒包装方式。该 产品具有重量更轻、外表印刷更新颖等特点。CD VCD DVD纸盒表面可以印刷顾客所需的各种信息,而无需附加塑料卡或塑料包装膜, 包装重量 减少了 50%,产品的邮寄费用也明显降低。据 中国烟草部门有关资料报道,国内硬盒包装香烟 所占比例已达56%。随着现代工业的高速发展和人们生活 水平的不断提高,人们对折叠纸盒的需求量将会 不断增加,而且对纸盒的质量也提出了更高的要 求。要避免在自动折叠糊盒机上出废品, 使折叠

3、 纸盒在高速包装机上自动完成打开、成型、装填、 封口等工艺,不仅要求纸盒结构尺寸设计合理, 而且还应保证盒片有足够的模切精度和折叠糊 盒精度。短版活件增加、提高加工质量、降低生 产成本同样是纸盒包装企业所面临的市场压力 和难题,这就要求在纸盒包装生产过程中应用新 技术,不断提高设备的自动化程度、降低设备的 调整时间和活件的辅助准备时间。只有不断适应 市场的新变化、满足不同用户的要求,才能提高 纸盒包装企业的竞争力。二、纸盒表面整饰技术由于胶印印品墨层比较薄、易造成墨色 饱和度不足,印品整体光泽效果往往不佳,用覆 膜或上光工艺来改善印品的表面光泽度, 从而提 高印品墨层的亮度,同时又为纸盒包装提

4、供了一 层有效的防护,使其色彩能够在印后加工以及在 储运包装中不致因摩擦而脱落。用于覆膜的塑料 薄膜透明、光泽度高,而且价格便宜。但由于覆 膜后的纸张难以回收再生,不可降解、易造成白 色污染,长期使用还会危害工人的健康。因此, 传统的即涂型覆膜粘合剂材料将被高质量的环 保型新型粘合剂所取代。1 .上光上光不仅可以增强表面光亮、保护印刷 图文,而且不影响纸张的回收再利用,可节省资 源、保护环境。因此被广泛地应用于纸盒包装的 表面整饰。上光涂料主要包括溶剂上光油、水性 上光油、UV上光油等。由于溶剂上光油功效不 佳,且不利于环保,应用范围受到很大限制。(1)上光涂料水性上光油以水为溶剂,无毒无味,

5、 消除了对人体的危害和对环境的污染,具有干燥 速度快、膜层透明度好、性能稳定、上光表面平 整度好、印后加工适性宽、热封性能好、使用安 全可靠等特点。它越来越受到食品、医药、烟草 纸盒包装印刷企业的重视。UV上光依靠紫外光的照射,使 uV涂 料内部发生化学反应,完成固化过程。由于紫外线的作用,UV上光时瞬间干燥,固化 时不存在溶剂的挥发,不会造成对环境的污染。 使用UV上光油的印品,表面光泽度高,耐热、 耐磨、耐水、耐光。但由于 UV上光油价格高, 对机器性能要求高,因此目前只用于高档纸盒的 上光。(2)上光方式单机上光使用专用的上光机或压光机完成纸盒上 光工艺。联机上光印刷、上光一次完成。具有

6、速度快、效 率高等特点,减少了因半成品周转而造成的印品 损失所带来的麻烦。可以利用印刷机组的润湿装 置或输墨装置进行上光,也可以用印刷机上独立 的上光机组进行联机上光。利用上光机组上光生 产,效率高、上光质量稳定,上光单元由印刷机 控制中心进行监测和控制,如感光树脂版的横向 和周向套准调节,对角线套准调节等。联机上光 装置可以为纸盒整个表面或局部图文进行均匀上光。上光既可用橡皮布,也可以用柔性版进行 精细的局部上光;既可进行水性上光,也可进行 UV上光。联机上光装置可分为辐式上光装置和 刮刀式上光装置两种。辐式上光采用辐式涂布装置将光油转移到纸盒表 面。其上光单元的上光量、压力等均由印刷机控

7、制中心进行控制。像海德堡印刷机上光装置的上 光液供给机构可控制上光液供应的全过程, 上光 液由电子双隔膜泵从储液桶中经过软管抽送到 上光液斗盘中。液面高度和上光液的循环由电位 计监控,确保上光液均匀供给,超声波监测器可 随时监控上光液的上光量。高宝利必达105胶印 机的辐式上光装置,有作为顺时运转的两根式系 统,也有可作为逆向运转的三辐式系统。以两辑 式顺时运转式工作时,计量辐被脱开,通过上光 液斗辐和着液辐之间的压力来调节上光涂布量, 结构简单。以三辐式逆向运转形式工作时,上光 滚筒和液斗辐逆向运转,可得到很好光亮度的上 光膜层:同时在使用高黏度上光液时,不必靠过 于提高辐子间的压力来达到薄

8、而匀的涂布目的。 这种辐式上光装置具有传递路线短、接触点少、上光液不易干结、上光液传递均匀、操作简单方 便等特点。刮刀式上光采用封闭式刮墨刀上光系统,由陶瓷网 纹辐和封闭式刮墨刀以及柔性树脂涂布版辑组 成。其主要优点是通过选择不同的陶瓷网纹辐, 精确地按需要的涂布量完成涂布、节省上光油; 具有快速更换网纹辐、上光涂布版装置和整面涂 布、局部上光功能。通常由两个刮刀和起计量作 用的陶瓷网纹辐组成,上、下刮刀与网纹辑组成 封闭的箱式结构,上光液经管线泵入。刮刀式上 光装置具有上光均匀恒定、质量高、效果好、环 保性好、经济、易实现高速上光等特点。并能适 应纸盒表面的金、银色上光,上光涂层可达到相 当

9、高的耐磨性。2 .烫印在激烈的市场竞争中,为了增加产品的 附加值,更有效地进行包装防伪,越来越多的包 装纸盒采用烫印工艺。烫印有普通烫印、冷烫印、 凹凸烫印和全息烫印等方式。常用的普通烫印工 艺有平压平烫印和圆压平烫印。由于圆压平烫印 为线接触,具有烫印基材广泛、适于大面积烫印、 烫印精度高等特点,应用比较广泛。(1)冷烫印不需使用加热后的金属印版,而是利用 印刷粘合剂的方法转移金属箔冷烫印工艺成本低,节省能源,生产效率高,是 一种很有发展前途的新工艺。(2)凹凸烫印(也称三维烫印)利用现代雕刻技术制作上下配合的阴模 和阳模,烫印和压凹凸工艺一次完成,提高了生 产效率。电雕刻制作的模具可以曲面

10、过渡,达到 一般腐蚀法制作的模具难以实现的立体浮雕效 果。凹凸烫印的出现,使烫印与压凹凸工艺同时 完成,减少了工序和因套印不准而产生的废品。(3)全息标识采用计算机技术改变光栅的幅度及频 率,使其效果比所计算的图案的色彩更加鲜艳, 更加清晰。若以这种全息标识作为原稿拷贝则会 产生大量全息丢失,从而达到防伪的目的。根据 全息图烫印标识的特点,可分为连续全息标识烫 印和独立全息标识烫印。连续全息标识烫印是普 通激光全息烫印的换代产品。独立全息标识烫印 是将电化铝上的全息标识制成一个个独立的商标图案,且在每个图案旁均有对位标记。全息标识不仅可以具有非常好的防伪 性能,也可以根据客户需要将特殊号码或文

11、字做 到全息标识中。全息标识烫印到包装纸盒上,不 但要将全息标识烫印到承印物表面,还要具有相 当高的套印精度,在高档纸盒包装上的应用越来 越广泛。三、纸盒成型加工技术1、模切版制作(1)模切版材除目前国内常使用的多层木胶合版 (MULTIPLEX,国外还流行使用纤维塑胶版 (DURAM做三明治钢版(SANDwIcHMarbach 公 司研发的纤维塑胶板材,即使在温度和相对湿度 有较大变化的情况下,也不会产生明显的尺寸变 化。它采用计算机控制的高压水喷射切割工艺既 保证了加工精度,又避免了激光切割开槽时因产 生气体和烟雾带来的环保问题。模切版的寿命主 要取决于模切刀的质量和换刀次数。纤维塑胶版

12、和三明治钢版不仅精度高,克服了多层木胶合版 易受湿度和温度变化影响的缺点;而且换刀次数 分别为多层木胶合版的3倍和6倍以上。纤维塑胶板的材料为玻璃纤维强化塑胶。三明治钢板上 下为钢板、中间采用合成塑料填充料结构,与之 相配套使用的底模(背衬)也采用钢板材料。其优点是寿命长,精度高。多层木胶合板材易受环境 温度和湿度变化的影响而产生变形, 尺寸稳定性 差。如多层木胶合版的尺寸误差为土0. 150. 70mm而对于单一纸盒而言,纤维塑胶版和 三明治钢版的尺寸误差分别为± 0. 13mm和土 0. i0iflm ,对于整个排料模切版,尺寸误差分 别为± 0. 30mm和±

13、;0. 20mm在国外,除了对 纤维塑胶版采用高压水喷射开槽外,多层木胶合 版和三明治钢版一般采用激光切割方法制作。(2)纸盒结构及盒片模切排料 国际市场上较为流行的纸盒结构CA软件,除具有常用交互式图形软件的基本功能 (高质量、快速度地完成图形的生成、编辑、修 改、标注尺寸等)外,还应满足纸盒设计的特殊 要求,方便地调用盒片图形库、选择满意的盒形 结构,输入盒体尺寸(长、宽、高)和纸板厚度后, 可立即显示或打印盒片结构图,自动排料,并输 出盒片模切排料图、印刷轮廓图和背衬(底模) 加工图。当用户设计或调用所要求的盒片结构图 后,只要输入纸板幅面尺寸和排料间隙,便可排 料并比较不同排料方案,显

14、示优化模切排料图及 有关参数(如排料个数、纸板利用率等)。进行合 理的排料,不仅能节省纸板材料,还能减少不必 要的重复模切,缩短加工时间,延长模切刀具寿 命。除选择标准盒型、改变纸盒形体外,它还可 任意设计特殊盒型、旋转纸盒立体图、显示纸盒 的开闭过程;对于不同的切割边、压痕线及开槽、 断线部位应选择相应的线条类型,以控制纸盒样 品、模切版、底模(背衬)版和模切刀具的制作, 提高模切版和背衬版的加工精度以及纸盒的制 作精度。目前国内市场所应用的纸盒/纸箱包 装专业软件主要有邦友公司的 BOHVullum软 件、巴可公司的ArtiosCAD软件、MARBACH司 的 MarbaCA嗽件、LASE

15、RCOMBU的 Impact 软 件、SERM公司的EngView软件、BCS牛公司的 Packsign2000软件等系统。邦友公司推出的Box -Vullum纸盒/纸箱结构辅助设计软件,可以 完成从盒/箱型结构的最初设计、尺寸标注、桥 接、盒片排料到后期驱动样品切割机、模切版切 割机等工作。由 BOX-VELLUM设计的盒型结构图,可存为jPS或DXF格式的文档后直接导入平 面设计软件,使得平面设计人员直接在盒型结构 图上进行平面设计,并根据盒型的结构调整图形 的相对位置,以达到完美的效果。设计完成后, 直接通过数码打样系统打印纸盒结构设计图,并 通过平面设计图纸上的定位线,可定位在样品切

16、割机上进行样品切割。巴可公司除开发了 ArtiosCAD结构设计软件外, 还向市场推出了 PackEdge包装印 前软件、 软件以及PackEdge2. O软件。PLATO系统的智 能化、开放式结构化、全数字工作流程,完全可 以代替纸盒加工业的传统模拟照相和手工拼版 工艺,既满足了纸盒设计的需求,又提高了质量, 缩短了交货期。COLORTONB像处理软件、PLATOW能数字排版(3)模切版激光切割系统模切版激光切割系统由激光加工头、廿算机辅助设计(cAD)软件、计算机数控装置 (CNC卜工作台等组成。激光加工头由聚焦透镜、 气体喷嘴、高度传感器等构成,靠伺服电机驱动, 高度传感器控制焦点的空间

17、位置。通过工作台与 激光束的相对运动切割出图形。切割时应按工艺 要求编写留桥、搭桥和切边框程序,确定模切版 激光切割的最佳路径。计算机数控装置 (CNC床 用微处理器控制的可编程逻辑控制技术,将 CAD 产生的数控软件送入CN诟,能控制胶合板的激 光切割,包括故障检测、伺服驱动与定位、辅助 气体压力控制等等。专家系统能根据板材的种 类、性能、厚度及加工要求自动选择最佳过程参 数(功率、速度、压力等)。应用激光切割模切版, 不仅速度快、精度高,而且重复性好,特别是切 割多联版和重复制作模切版时,更为优越。(4)模切刀具成型系统为了保证模切版的制作精度,利用 CA 软件自动计算模切刀和压痕刀长度及

18、搭桥缺口 尺寸,并传送给由计算机控制的刀具成型机进行 开槽、切角、弯曲和切断。由于采用了液压弯刀、 液晶显示、液压传动和游标定位,有效地保证了 刀具成型的精度。2 .底模(背衬)CAM系统用计算机辅助雕刻仪加工背衬时,压痕 槽宽与切割深度、精度应满足要求,且雕刻速度、 深度应可调。应用CA僦术,不仅能缩短制作周 期,还能提高纸盒的制造精度。3 .盒型打样为了验证纸盒结构设计的合理性, 在正 式批量生产前,使用多功能纸盒样品CAM备试 制一定量的纸盒样品,征求用户及消费者意见 后,再进行修改或重新设计,避免批量投产后纸 盒结构设计、制造不合理的现象;也可以检查设 计是否符合用户要求。多功能纸盒样

19、品CA睇统 配有组合式切刀、压刀。当控制部分接收到执行 指令后,执行部件按其纸板类型自动选择压痕、 切割刀具,并按计算机辅助设计的结构数据及程 序自动进行绘图、压痕、切割,并能实现自动换 刀。MARBACH司开发的MARPL0彩功能纸盒样 品CAM系统,其最大加工尺寸为1020mlnx1420mln,最大速度为 40mzzmin。巴可 Graphics 公司所推出的KongsbergXXL40系歹!J模切机,主 要面向瓦楞纸盒和折叠纸盒的样品制作和短版 生产,效能可提高2596。该机前端配有Pc机, 系统调整采用条形码技术,出现差错时能自动进 行纠正。4 .纸盒直接制作技术德国MARBACH司

20、推出的Boardeater 折叠纸盒激光加工系统,在欧洲被称为是折叠纸 盒加工的一场革命。该设备应用 COo激光束直 接在纸板上加工纸盒的折叠压痕线和切边,速度 快、精度高。可加工克重小于1500g/m2的纸板 以及B瓦楞至3层瓦楞厚的纸板。使用该系统加工一批纸盒,可大大缩短生产周 期。加工中小批量的标准纸盒,还可大大降低加 工成本。5 .模切加工技术(1)平压平模切单张纸平压平模切是依靠前规、侧规机 械定位的,而联线平压平模切是依靠印刷标记定 位的、且没有叼纸牙排。为了实现轮转印刷单元 纸张的连续传到模切工位的间歇运动的转变,通 常在给纸装置设置一个可调的偏心机构。BOBST公司生产的联线平

21、压平模切机使用调正单元和 度量辐,保证了纸张的可靠进给;采用模切印刷 套准和质量控制系统,避免了机械齿隙的不稳定 现象;并能自动剔除卷筒纸接头和废品。(2)圆压圆模切模切方式压切式模切辐的上辐是刀辐,下辑为光 辐。主要特点:制造成本低、刀辐安装方便、刀辐调整容易,但刀口不如剪切式的平整、 模切刀 具使用寿命较短。压切式模切辐有整体式和全塞 块式两种。目前国内使用的凹印生产线大多采用 全塞块压切式模切辐,各种烟盒、酒盒、食品包 装盒以及不干胶商标等产品的模切基本上使用 整体压切式模切辐。剪切式模切根的上、下辐均 为刀辐,它是利用剪刀的原理实现模切的。主要特点:由于剪切式模切辐避免了金 属与金属之间的直接接触,延长了模切辐的使用 寿命(大约为压切式模切根的35倍)、模切辐 可作调整、切口平整、模切质量高,但制造成本 较高。剪切式模切辐的辐体结构大部分为整体 式,只有在某些需要更换的图案处、 压凹凸处和 易磨损部位、内切用压切刀刃以及处理特殊图案 时,才选用组合塞块式模切辐。剪切式模切辐主 要适用于生

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